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Dokumentenidentifikation DE19842777C2 08.05.2002
Titel Vorrichtung zur Zuführung von Kühlluft zu einer Folienblase einer Schlauchfolienextrusionsanlage
Anmelder Reifenhäuser GmbH & Co Maschinenfabrik, 53844 Troisdorf, DE
Erfinder Fähling, Gerd, 53773 Hennef, DE;
Zimmermann, Richard, 53127 Bonn, DE
Vertreter Müller-Gerbes, M., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 53225 Bonn
DE-Anmeldedatum 18.09.1998
DE-Aktenzeichen 19842777
Offenlegungstag 30.03.2000
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.05.2002
IPC-Hauptklasse B29C 47/88
IPC-Nebenklasse B29C 47/20   B29C 47/92   B29D 7/01   
IPC additional class // B29L 7:00  

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung von Kühlluft zu einer aus einer ringförmigen Düse austretenden Folienblase einer Schlauchfolienextrusionsanlage mit einem an eine der Oberflächen der Folienblase unter Belassung eines ringförmigen Freiraumes umlaufend angrenzenden Gehäuse mit einer der Oberfläche der Folienblase zugewandten ringförmigen Austrittsöffnung für die Kühlluft und mindestens einer Eintrittsöffnung für die Kühlluft, die über einen im Gehäuse ausgebildeten Strömungskanal mit der Austrittsöffnung kommuniziert, wobei der Strömungskanal und die Austrittsöffnung in Kühlluftführungssegmente unterteilt sind und in jedem Kühlluftführungssegment unabhängig voneinander steuerbare Temperierelemente für eine segmentale Veränderung der Temperatur der Kühlluft nach Maßgabe einer gemessenen Abweichung eines Querdickenprofils der Folienblase von einem vorgebbaren Sollwert vorgesehen sind.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 42 07 439 A1 bekannt, bei der zur Steuerung des Dickenprofils der erhaltenen Schlauchfolie die Temperatur der auf die Schlauchfolie aufgebrachten Kühlluft segmental verändert wird, wobei der Gesamtstrom der aufgebrachten Kühlluft unterschiedlich temperiert wird oder durch Beaufschlagung der Schlauchfolie mit zusätzlicher Kühlluft, wodurch der im jeweiligen Segment aufgebrachte Volumenstrom der Kühlluft verändert wird.

Insbesondere bei der Herstellung qualitativ hochwertiger Schlauchfolien auf derartigen Schlauchfolienextrusionsanlagen wird ein möglichst gleichförmiges und an einen vorgebbaren Sollwert möglichst eng angenähertes Dickenprofil der Folienblase und der so erhaltenen Schlauchfolie angestrebt, wobei das über den Umfang der aufgeblasenen Folienblase gemessene sogenannte Querdickenprofil der Folienblase hinsichtlich seiner Abweichung zum vorgebbaren Sollwert möglichst minimiert werden soll.

Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik bereits verschiedene Vorrichtungen zur Beeinflussung des Querdickenprofils im Schlauchfolienextrusionsprozeß vorgeschlagen worden, bei denen das Querdickenprofil der Folienblase über deren Umfang von einer geeigneten Messeinrichtung, beispielsweise einem kapazitiven Messkopf oder anderen, z. B. radiometrisch arbeitenden und die Dicke der Schlauchfolie messenden Messeinrichtungen ermittelt wird und in Abhängigkeit vom erhaltenen Messergebnis eine Regelung des Querdickenprofils vorgenommen wird.

Aus der DE 42 18 995 A1 ist eine als Außenkühlring ausgebildete und der äußeren Oberfläche der Folienblase zugeordnete Vorrichtung bekannt, deren in Richtung auf die Folienblase austretender Kühlluftstrom segmentweise in Abhängigkeit vom gemessenen Querdickenprofil der Schlauchfolie hinsichtlich seines Volumenstromes geregelt wird. In Umfangsbereichen der Folienblase bzw. der hieraus erhaltenen Schlauchfolie, in denen diese in Bezug auf den vorgebbaren Sollwert eine zu geringe Dicke aufweist, kann ein stärkerer Kühlluftstrom auf die Außenseite der Folienblase aufgebracht werden, wodurch eine schnellere Erstarrung des thermoplastischen Kunststoffes der Folienblase und dadurch eine geringere Verstreckung und Ausdünnung bewirkt wird. Umgekehrt ist es möglich, an Umfangsbereichen der Folienblase, die eine zu große Dicke in Bezug auf den vorgebbaren Sollwert aufweisen, die Menge an zugeführter äußerer Kühlluft zu verringern, so daß diese Bereiche des Umfanges weniger stark abgekühlt werden und beim Aufblasen der Folienblase stärker verstreckt werden, so daß dementsprechend auch ihre Dicke verringert wird.

Aus der EP 05 08 167 B1 ist es bekannt, die auf der Außenseite der Folienblase auftreffende Kühlluft mittels geeigneter in einem Außenkühlring angeordneter Temperierelemente in ihrer Temperatur lokal in Abhängigkeit vom gemessenen Querdickenprofil der Folienblase zu verändern.

Alle diese bekannte Verfahren basieren jedoch auf sehr aufwendigen Konstruktionen zur Zuführung der Kühlluft, wobei geeignete Regelelemente für den Volumenstrom und/oder Temperierelemente im Strömungskanal der Kühlluft angeordnet werden müssen. Hierdurch werden erhebliche Kosten verursacht, die die Anlagenkosten einer derartigen Schlauchfolienextrusionsanlage deutlich erhöhen. Ferner kommt es beim Betrieb der bekannten Vorrichtungen häufig zu gegenseitiger Beeinflussung der einander angrenzenden Sektoren, in denen in Abhängigkeit vom gemessenen Querdickenprofil unterschiedliche Temperaturen der auf die Folienblase aufzubringenden Kühlluft eingeregelt werden, was zu Qualitätsverschlechterungen der erhaltenen Schlauchfolien führt.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die mit einem verringerten Kostenaufwand herstellbar ist und die eine weitere Verbesserung der Qualität der erhaltenen Schlauchfolie insbesondere im Hinblick auf das Querdickenprofil derselben ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Zuführung von Kühlluft zu einer Folienblase einer Schlauchfolienextrusionsanlage der eingangs genannten Art vor, bei welcher in jedem Kühlluftführungssegment aus dem äußeren Verteilraum eine Bypassleitung für einen Teilluftstrom und ein Strömungskanal für einen Teilluftstrom herausführt, wobei die Bypassleitung vor der Austrittsöffnung für die Kühlluft wieder in den Strömungskanal einmündet, und daß in jeder Bypassleitung ein Temperierelement für die segmentale Veränderung der Temperatur des durch die Bypassleitung geführten Teilluftstromes angeordnet ist, so daß die Teilluftströme vor dem Austritt aus der Austrittsöffnung zu einem Kühlluftstrom mit entsprechender segmentaler Mischungstemperatur und dem Volumen der über die Eintrittsöffnung eintretenden Kühlluft entsprechenden Gesamtvolumen vereinigbar sind.

Auf diese Weise ist es möglich, in Abhängigkeit vom gemessenen Querdickenprofil der Folienblase eine über den Umfang der Folienblase unterschiedliche Temperierung der Kühlluft zu bewirken, um das Querdickenprofil dem vorgebbaren Sollwert anzunähern. Hierzu wird eine ausreichende Anzahl von Kühlluftführungssegmenten im Gehäuse vorgesehen, die jeweils über eine eigene By-Pass-Leitung verfügen. Der in jedem Kühlluftführungssegment von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung für die Kühlluft strömende Kühlluftstrom wird sodann auf seinem Weg durch das Gehäuse aufgeteilt. Ein Teilluftstrom der Kühlluft strömt über den Strömungskanal in Richtung Austrittsöffnung des Gehäuses, während der übrige Teilluftstrom über die By-Pass-Leitung abgezweigt wird und von dem in der By-Pass-Leitung angeordneten Temperierelement eine Veränderung der Temperatur nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des Querdickenprofils erfährt. Nach der Temperaturveränderung strömt dieser temperierte Teilluftstrom der Kühlluft über die By-Pass-Leitung wieder in den Strömungskanal der Kühlluft innerhalb des Gehäuses zurück, wo er sich mit dem übrigen, nicht temperierten Teilluftstrom wieder vermischt. Hierbei wird die ursprüngliche Menge an Kühlluft in jedem Kühlluftführungssegment wieder hergestellt und es stellt sich durch die Vermischung des durch die By-Pass- Leitung geströmten Teilluftstromes mit dem über den Strömungskanal geströmten Teilluftstrom eine Mischungstemperatur der Kühlluft in jedem Kühlluftführungssegment ein, die bei ihrem nachfolgenden Austritt aus der Austrittsöffnung an der Folienblase die gewünschte Beeinflussung des Querdickenprofils in diesem Segment bewirkt.

Die Erfindung schlägt von daher eine besonders einfache Lösung für die Temperierung der Kühlluft nach Maßgabe einer gemessenen Abweichung des Querdickenprofils der Folienblase vor, die sich mit niedrigen Kosten an nahezu beliebigen Bauformen derartiger Vorrichtungen zur Zuführung von Kühlluft anordnen lassen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die By- Pass-Leitungen einen vorzugsweise elektrisch beheizbaren Rohrabschnitt als Temperierelement, durch welchen der Teilluftstrom der Kühlluft bei seinem Durchgang durch die By-Pass-Leitung hindurchströmt. Mittels einer geeigneten Steuer- und Regeleinrichtung, die nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des Querdickenprofils der Schlauchfolie vom vorgebbaren Sollwert die elektrisch beheizbaren Rohrabschnitte der By-Pass-Leitungen in den einzelnen Kühlluftführungssegmenten ansteuert, ist von daher eine einfache Veränderung der Temperatur der durch die By-Pass-Leitung strömenden Kühlluft ermöglicht.

Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die By- Pass-Leitungen einen Wärmetauscher als Temperierelement umfassen. Es ist von daher möglich, je nach Anwendungsfall innerhalb der By-Pass-Leitungen mittels der Temperierelemente eine Erwärmung und/oder Kühlung der durch die By-Pass-Leitung strömenden Kühlluft herbeizuführen, um das Querdickenprofil der Folienblase im jeweiligen Kühlluftführungssegment nach Maßgabe der gemessenen Abweichung des Querdickenprofils vom vorgebbaren Sollwert zu beeinflussen.

Die im Rahmen der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung kann sowohl als Außenkühlring ausgebildet sein, der die Folienblase außenseitig umgibt und der Zuführung äußerer Kühlluft zu der äußeren Oberfläche der Folienblase dient, wie es auch möglich ist, das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Innenseite der Folienblase anzuordnen und die Zuführung innerer Kühlluft zur inneren Oberfläche der Folienblase zu bewirken.

Es hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, daß eine Beeinflussung der der inneren Oberfläche der Folienblase zugeführten inneren Kühlluft eine bedeutende Verbesserung der erhaltenen Schlauchfolie bewirkt, da insbesondere die innere Kühlluft an der inneren Oberfläche der Folienblase einen besonders hohen Einfluß auf das Querdickenprofil derselben hat.

Die Integration der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedoch insbesondere an verschiedensten Bauformen von Außenkühlringen wegen ausreichend großer Gehäuseabmessungen problemlos möglich. Hierzu wird eine geeignete Anzahl an Kühlluftführungssegmenten vorgesehen, die jeweils durch die Anordnung einer By-Pass-Leitung auf dem Gehäuse definiert werden. Diese By-Pass- Leitungen werden vorzugsweise außenseitig auf das Gehäuse aufgesetzt und über geeignete in das Gehäuse eingebrachte Bohrungen mit dem Strömungskanal im Inneren des Gehäuses eingangs- und ausgangsseitig verbunden. Hierdurch ist auch eine Nachrüstung bereits vorhandener Außenkühlringe wie auch innenseitig der Folienblase angeordneter Vorrichtungen zur Zuführungen von Kühlluft ermöglicht.

Die Anordnung und Ausbildung der By-Pass-Leitungen ist hierbei weitgehend unabhängig von der weiteren Gestaltung des Gehäuses, beispielsweise Außenkühlringes. Es ist insbesondere keine körperliche Segmentierung innerhalb des Gehäuses durch entsprechende Einbauten, wie Luftleitbleche etc. nötig, was den Aufwand weiter reduziert, wie auch die erfindungsgemäße Vorrichtung weitgehend unabhängig von Anzahl und Gestaltung von die Austrittsöffnung begrenzenden Lippen und dergleichen mehr ist.

Da die Kühlluft auf ihrem Weg durch das Gehäuse von der Kühllufteintrittsöffnung zur Austrittsöffnung aufgrund der By-Pass-Leitung lediglich vorübergehend in zwei Teilluftströme aufgeteilt wird, vor dem Austritt über die Austrittsöffnung jedoch wieder vereinigt wird, liegen stets gleichbleibende Strömungsverhältnisse an der Austrittsöffnung des Gehäuses vor, was ein besonders gleichmäßiges Regelungsergebnis und darüber hinaus eine sehr geringe gegenseitige Beeinflussung aneinander angrenzender Kühlluftführungssegmente mit sich bringt. Ferner werden keinerlei Zusatzaggregate für die Zuführung weiterer Kühlluft benötigt, was den Anlagenaufwand weiter reduziert.

Die Position des Wiedereintritts des aus der By-Pass-Leitung ausströmenden und temperierten Teilluftstromes der Kühlluft zum übrigen über den Strömungskanal strömenden Teilluftstrom der Kühlluft vor der Austrittsöffnung des Gehäuses kann relativ frei gewählt werden. Hierdurch wird eine Beeinflussung der Regelungscharakteristik der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht, da die Übergänge zwischen den einzelnen Kühlluftführungssegmenten variierbar sind. Je nach Position der Zumischung wird ein schärferer oder unschärferer Übergang zwischen zwei benachbarten Kühlluftführungssegmenten erzielt, der in Abhängigkeit von den jeweiligen Produktionserfordernissen eingestellt werden kann und sich im erhaltenen Regelergebnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung niederschlägt.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ihre hohe Ausfallsicherheit. Kommt es während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Störungen im Regelungsvorgang, beispielsweise durch Defekt eines Temperierelementes innerhalb einer der By- Pass-Leitungen, so kann die Vorrichtung nach Abschalten der Temperierelemente wie eine Standardvorrichtung ohne By-Pass-Leitungen betrieben werden, da der durch die By-Pass-Leitungen strömende und in diesem Falle keine Temperierung erfahrende Kühlluftstrom vor der Austrittsöffnung wieder in den übrigen Kühlluftstrom zurückgeführt wird und von daher die Funktion ohne Regelungstätigkeit vollständig erhalten bleibt. Ferner wird durch diese Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Anfahren der Schlauchfolienextrusionsanlage erleichtert, da während des Anfahrvorganges die Regelungstätigkeit ausgeschaltet werden kann und erst nach Erreichen stabiler Produktionsparameter zur Optimierung des Querdickenprofils eingeschaltet werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert:

Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Schlauchfolienextrusionsanlage,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine als Außenkühlring ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 3 die Aufsicht auf die Vorrichtung gemäß Pfeil T in Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt eine Schlauchfolienextrusionsanlage zur Herstellung von Schlauchfolien in schematischer Darstellung. Sie umfaßt einen Extruder 100 mit einer daran anschließenden ringförmigen Düse 1 und Außenkühlring 2, eine Flachlegung 101 mit Abquetschwalzen 102a, Umlenkwalzen 102b sowie eine Aufwickelvorrichtung 103.

In dem Extruder 100 wird ein Kunststoffrohmaterial aufgeschmolzen und plastifiziert und tritt anschließend über die ringförmige Düse 1 und den diese umgebenden Außenkühlring 2 aus und wird in an sich bekannter Weise zu einer Folienblase F aufgeblasen. Über die Flachlegung 101 und die Abquetschwalzen 102a sowie Umlenkwalzen 102 gelangt die so hergestellte Schlauchfolie schließlich zur Aufwickelvorrichtung 103 und wird hier zu einem sogenannten Coil aufgewickelt.

Für ein gutes Produktions- und Wickelergebnis der so hergestellten Schlauchfolie ist eine gleichmäßige Dicke der Folienblase F von entscheidender Bedeutung. Insbesondere die sogenannte Querdickentoleranz stellt ein wesentliches Qualitätsmerkmal der erhaltenen Schlauchfolie dar. Zu diesem Zweck wird ein Querdickenprofil der Folienblase F quer zur Abzugsrichtung A von einer geeigneten, hier der Einfachheit halber nicht dargestellten Meßeinrichtung aufgenommen, was mit Bezugszeichen Q in Fig. 1 bezeichnet ist und mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen, woraus die Querdickentoleranz ableitbar ist. Diese Querdickentoleranz kann durch Regelungselemente im Außenkühlring 2 beeinflußt werden, was in den weiteren Figuren näher dargestellt ist.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, tritt der im thermoplastischen Zustand vom Extruder 100 zugeführte Kunststoff über einen ringförmigen Düsenspalt 14 zwischen einem inneren Düsenteil 11 und einem äußeren Düsenteil 12 der Düse 1 aus und wird in an sich bekannter Weise zur Folienblase F mit Mittelachse MA aufgeblasen. Zur Beaufschlagung der äußeren Oberfläche der aufgeblasenen Folienblase F ist in an sich bekannter Weise ein Außenkühlring 6 vorgesehen, der die Außenseite der Folienblase F unter Belassung eines ringförmigen Freiraumes R an den Düsenspalt 14 anschließend umgibt und der Zuführung äußerer Kühlluft K auf die äußere Oberfläche der Folienblase F dient.

Der Außenkühlring 6 weist zu diesem Zweck ein Gehäuse 6a mit mindestens einer Eintrittsöffnung 60 für die Kühlluft und einer umlaufenden Austrittsöffnung 68 für die Kühlluft auf, die über einen im Gehäuse ausgebildeten Strömungskanal 62 miteinander kommunizieren.

Zur Zuführung von Kühlluft zur äußeren Oberfläche der Folienblase F tritt von einem hier nicht näher dargestellten Gebläse die dazu vorgesehene Kühlluft K über die Eintrittsöffnung 60 in einen äußeren Verteilraum 61 des Gehäuses 6a des Außenkühlringes 6 ein, von wo aus ein Teilluftstrom der eintretenden Kühlluft gemäß Pfeilen K1 in an sich bekannter Weise radial durch den Außenkühlring 6 über teilweise mäanderförmig verlaufende Strömungskanäle 62 in Richtung auf die äußere Oberfläche der Folienblase F geführt wird. Über ein verstellbares Düsenteil 63 wird dieser Teilluftstrom K1 der äußeren Kühlluft in Kühlluftströme K1.1 und K1.2 aufgeteilt und in Richtung auf die äußere Oberfläche der Folienblase F geleitet, um eine Kühlung und Führung der Folienblase F nach ihrem Austritt aus dem Ringspalt 14 auf ihrer Außenseite zu bewirken.

Während des Betriebs der Schlauchfolienextrusionsanlage wird nun in der bereits erläuterten Weise von der Messeinrichtung ein Querdickenprofil der erhaltenen Schlauchfolie erstellt.

Der Außenkühlring 6 ist in eine Vielzahl aneinander angrenzender Kühlluftführungssegmente KR unterteilt, siehe hierzu Fig. 3, die alle jeweils den in der Fig. 2 exemplarisch dargestellten Aufbau aufweisen und die Kühlluft K radial zur äußeren Oberfläche der Folienblase F führen. Der Einfachheit halber ist in der Fig. 2 lediglich ein Kühlluftführungssegment KR dargestellt.

In jedem Kühlluftführungssegment KR ist auf der Oberseite des Außenkühlringes 6 außerhalb des Gehäuses 6a eine By-Pass-Leitung 600 vorgesehen, die aus dem äußeren Verteilraum 61 über einen Anschluß mit Durchgangsbohrung 65a im By-Pass im Strömungskanal 62 für den Teilstrom K1 der Kühlluft geführt ist. Vor der Austrittsöffnung 68 für die äußere Kühlluft führt die By-Pass-Leitung 600 über ein Anschlußstück 67 und einen hieran anschließenden Ring 7 wieder in den Strömungskanal 62 zurück.

Wie auch aus der Fig. 3 ersichtlich, weist jedes Kühlluftführungssegment KR des Außenkühlringes 6 eine solche By-Pass-Leitung 6 auf, die sich sternförmig in radialer Richtung auf der Oberseite des Außenkühlringes 6 erstrecken.

Ein Teil der über die Eintrittsöffnung 60 für die Kühlluft K in den äußeren Verteilraum 61 eintretenden Kühlluft strömt somit nicht gemäß Pfeil K1 über den Strömungskanal 62 direkt zur äußeren Oberfläche der Folienblase F, sondern tritt zunächst als Teilluftstrom K2 der Kühlluft K über den Anschluß 65 in die By-Pass-Leitung 600 ein. Die By-Pass-Leitung 600 umfaßt anschließend an den Anschluß 65 einen beispielsweise mittels elektrischem Strom beheizbaren Rohrabschnitt 66, der einen Teil der By-Pass-Leitung 600 bildet. Der elektrisch beheizbare Rohrabschnitt 66 ist hierbei mittels Anschlußleitungen 69 mit einer entsprechenden hier nicht dargestellten Steuereinrichtung, z. B. einem Prozeßrechner, verbunden.

Es ist von daher möglich, in Abhängigkeit vom gemessenen Querdickenprofil der Folienblase F den durch den im jeweiligen Kühlluftführungssegment KR angeordneten elektrischen beheizbaren Rohrabschnitt 66 strömenden Teilluftstrom K2 mehr oder weniger stark innerhalb des elektrisch beheizbaren Rohrabschnittes 66 zu erwärmen. Hierzu wird jeder elektrisch beheizbare Rohrabschnitt 66 von dem Prozeßrechner in Abhängigkeit vom gemessenen Querdickenprofil der Schlauchfolie F entsprechend angesteuert.

Der solchermaßen in Abhängigkeit vom gemessenen Querdickenprofil der Folienblase F erwärmte Teilluftstrom K2 des jeweiligen Kühlluftführungssegmentes KR tritt nachfolgend über das Anschlußstück 67 wieder in den Strömungskanal 62 des Kühlluftführungssegmentes KR ein und vermischt sich im Bereich der Austrittsöffnung 68 des Außenkühlringes 6 mit dem übrigen über den Strömungskanal 62 geführten Teilluftstrom K1 der Kühlluft. Im Ergebnis tritt somit aus der Austrittsöffnung 68 ein Strom von Kühlluft K3 aus, der aus einer Mischung der Teilluftströme K1 und K2 erzeugt wird und entsprechend der Ansteuerung des Rohrabschnittes 66 und der dadurch hervorgerufenen Temperierung des Teilluftstromes K2 eine dementsprechende Mischungstemperatur aufweist. Dieser Kühlluftstrom K3 bewirkt sodann eine Kühlung und Führung der äußeren Oberfläche der sich hierbei noch in thermoplastischem Zustand befindenden Folienblase F. Je nach erzeugter Temperatur der Kühlluft K3 in jedem Kühlluftführungssegment KR erfolgt hierbei auch die gewünschte Einflußnahme auf das Querdickenprofil der Folienblase F.

Es ist von daher möglich, in jedem Kühlluftführungssegment KR des Außenkühlringes 6 über eine Steuerung der Erwärmung der über die By-Pass- Leitungen 600 geführten Teilluftströme K2 segmental Kühlluftströme K3 mit unterschiedlicher Temperatur zu erzeugen, mittels derer eine Beeinflussung der Dicke der Schlauchfolie erfolgen kann.

Wird bei der Messung des Querdickenprofils der Folienblase F eine Abweichung von einem vorgebbaren Sollwert dahingehend ermittelt, daß die Folienblase in einem Bereich ihres Umfanges eine zu große Dicke aufweist, so wird im entsprechenden zugeordneten Kühlluftführungssegment KR mittels des in der zugehörigen By-Pass-Leitung 600 vorgesehenen elektrisch beheizbaren Rohrabschnittes 66 eine Erwärmung der durch die By-Pass- Leitung strömenden Kühlluft K2 bewirkt, woraufhin ein über die Austrittsöffnung 68 auf die äußere Oberfläche der Folienblase F austretender Kühlluftstrom K3 mit höherer Temperatur erhalten wird. Hierdurch wird in dem dem jeweiligen Kühlluftführungssegment zugeordneten Umfangsbereich der Folienblase F der Grad der Abkühlung aufgrund der vom Außenkühlring 6 zugeführten Kühlluft verringert, so daß die Folienblase beim Aufblasen länger in ihrem thermoplastischen Zustand verbleibt und einer stärkeren Dehnung und Ausdünnung unterworfen ist. Die zuvor ermittelte zu große Dicke der Folienblase F in diesem segmentierten Bereich wird hierdurch beseitigt.

Ebenso ist es im umgekehrten Fall bei der Ermittlung einer zu geringen Dicke der Folienblase F möglich, durch Verringerung der Temperatur der über die By- Pass-Leitung 600 strömenden Kühlluft K2 einen auf die äußere Oberfläche der Folienblase F auftreffenden Kühlluftstrom K3 mit geringerer Temperatur zu erzeugen. In dem entsprechenden segmentierten Bereich des Umfanges der Folienblase F wird somit eine stärkere Abkühlung derselben erzielt, in deren Folge eine frühzeitigere Erstarrung der Folienblase F nach ihrem Austritt aus dem Ringspalt 14 bewirkt wird, so daß die Folienblase F hierbei eine geringere Verstreckung und Ausdünnung erfährt. Die zuvor ermittelte zu geringe Dicke der Folienblase F in diesem Segment wird auf diese Weise ebenfalls beseitigt.

Die Steuerung der elektrischen beheizbaren Rohrabschnitte 66 der By-Pass- Leitungen 600 kann vorteilhaft von einem geeigneten Prozeßrechner parallel für alle Kühlluftführungssegmente KR in Abhängigkeit vom gemessenen Dickenprofil der Folienblase F bewirkt werden.

Zur Schaffung eines möglichst einfachen Aufbaus der vorangehend erläuterten Vorrichtung wird zur Rückführung der durch die einzelnen By-Pass-Leitungen 600 geführten segmentalen Teilluftströme K2 ein ringförmiges Lippenteil 7 vorgesehen, welches auf den Außenkühlring 6 aufgesetzt und mit Anschlüssen und Bohrungen 70 für die Rückführung der einzelnen Teilluftströme K2 in die durch den Strömungskanal 62 strömenden Teilluftströme K1 ausgebildet ist.

Wesentlich bei der vorangehend beschriebenen Vorrichtung ist es, daß der über die Eintrittsöffnung 60 eintretende Kühlluftstrom K vorübergehend in zwei Teilluftströme K1, K2 aufgespalten wird, wobei der Teilluftstrom K2 innerhalb des Rohrabschnittes 66 der By-Pass-Leitung 600 temperiert werden kann und nachfolgend die Teilluftströme K1 und K2 wieder zu einem gesamten Kühlluftstrom K3 mit entsprechender Mischungstemperatur vereinigt werden, wobei das Gesamtvolumen des Kühlluftstromes K3 wieder dem Volumen des über die Eintrittsöffnung 60 eintretenden Kühlluftstromes gemäß Pfeil K entspricht. Hierdurch wird trotz gegebenenfalls unterschiedlicher Temperierung in den einzelnen Kühlluftführungssegmenten KR eine stets gleichbleibende Menge an auf die Folienblase F auftreffender Kühlluft erhalten, was zu einer Vergleichmäßigung der Strömung und damit zu einer Verbesserung des Regelungsergebnis beiträgt.

Ein wesentlicher Vorteil der vorangehend erläuterten Ausbildung des Außenkühlringes ist es, daß die zusätzlich vorgesehenen By-Pass-Leitungen 600 an nahezu jedem Außenkühlringbautyp auf einfache Weise installierbar sind. Insbesondere ist auch eine nachträgliche Ausrüstung von Außenkühlringen 6 mit solchen segmentweise angeordneten By-Pass- Leitungen 600 möglich, um eine Regelung des Querdickenprofils der Folienblase F in der vorangehend erläuterten Weise zu ermöglichen.

Hierzu ist es lediglich erforderlich, eine ausreichende Anzahl von Bohrungen 65a in das vorhandene Außenkühlringgehäuse 6a einzubringen, ein geeignetes Lippenteil 7 mit Bohrungen 70 vorzusehen und die Bohrungen 65a und 70 jedes so gebildeten Kühlluftführungssegmentes über entsprechende außerhalb des Außenkühlringes 6 befestigbare By-Pass-Leitungen 600 zu verbinden.

Da jede By-Pass-Leitung 600 von den benachbarten By-Pass-Leitungen 600 in jedem Kühlluftführungssegment KR räumlich und thermisch getrennt ist, wird auch eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen By-Pass-Leitungen 600 und ihrer elektrisch beheizbaren Rohrabschnitte 66 verhindert.

Ferner kann die Schärfe des Übergangs zwischen zwei aneinander angrenzenden Kühlluftführungssegmenten KR auf einfache Weise variiert werden. Wird der Wiedereintritt des über die By-Pass-Leitungen 600 strömenden Teilluftstromes K2 sehr nahe an die Austrittsöffnung 68 für die Kühlluft K3 gelegt, wie beispielsweise in der Fig. 2 dargestellt, so wird ein sehr scharfer Übergang zwischen den einzelnen Kühlluftführungssegmenten KR mit einer entsprechend geringen gegenseitigen Beeinflussung erreicht. Wird jedoch der Wiedereintritt des über die By-Pass-Leitung 600 strömenden Teilluftstromes K2 in einen größeren Abstand von der Austrittsöffnung 68 für die Kühlluft gelegt, so wird ein unschärferer Übergang zwischen den einzelnen Kühlluftführungssegmenten KR durch eine gegenseitige Vermischung der einzelnen über die Kühlluftführungssegmente KR geführten Teilluftströme K2 der Kühlluft erreicht, des vom Fachmann je nach Anwendungsfall ausgewählt werden kann.

Neben dieser in den Figuren dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem als Außenkühlring ausgebildeten Gehäuse zur Beaufschlagung der äußeren Oberfläche der Folienblase F ist es in analoger Weise auch möglich, eine solche Vorrichtung auf der Innenseite der Folienblase F anzuordnen und hierdurch die Zuführung innerer Kühlluft zur inneren Oberfläche der Folienblase F zu bewirken, wodurch ebenfalls in der vorangehend beschriebenen Weise eine sehr effektive Regelung des Querdickenprofils der Folienblase F und damit der so erhaltenen Schlauchfolie bewirkt werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Zuführung von Kühlluft zu einer aus einer ringförmigen Düse austretenden Folienblase einer Schlauchfolienextrusionsanlage mit einem an eine der Oberflächen der Folienblase unter Belassung eines ringförmigen Freiraumes umlaufend angrenzenden Gehäuse mit einer der Oberfläche der Folienblase zugewandten ringförmigen Austrittsöffnung für die Kühlluft und mindestens einer Eintrittsöffnung für die Kühlluft, die über einen im Gehäuse ausgebildeten Strömungskanal mit der Austrittsöffnung kommuniziert, wobei der Strömungskanal und die Austrittsöffnung in Kühlluftführungssegmente unterteilt sind und in jedem Kühlluftführungssegment unabhängig voneinander steuerbare Temperierelemente für eine segmentale Veränderung der Temperatur der Kühlluft nach Maßgabe einer gemessenen Abweichung eines Querdickenprofils der Folienblase von einem vorgebbaren Sollwert vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Kühlluftführungssegment (KR) aus dem äußeren Verteilraum (61) eine Bypassleitung (600) für einen Teilluftstrom (K2) und ein Strömungskanal (62) für einen Teilluftstrom (K1) herausführt, wobei die Bypassleitung (600) vor der Austrittsöffnung (68) für die Kühlluft wieder in den Strömungskanal (62) einmündet, und daß in jeder Bypassleitung (600) ein Temperierelement für die segmentale Veränderung der Temperatur des durch die Bypassleitung (600) geführten Teilluftstromes (K2) angeordnet ist, so daß die Teilluftströme (K1, K2) vor dem Austritt aus der Austrittsöffnung (68) zu einem Kühlluftstrom (K3) mit entsprechender segmentaler Mischungstemperatur und dem Volumen der über die Eintrittsöffnung (60) eintretenden Kühlluft (K) entsprechenden Gesamtvolumen vereinigbar sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperierelement als elektrisch beheizbarer Rohrabschnitt ausgebildet ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperierelement einen Wärmetauscher umfasst.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verwendung als Außenkühlring beim Folienblasen.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Verwendung als Innenkühlring beim Folienblasen.






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